KR101353698B1 - 스케일 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 스케일 처리 장치는 소재의 표면에 형성된 스케일을 제거토록 제공된 표면 접촉식 스케일 제거부; 및 상기 스케일 제거부에 냉각 또는 스케일 형성을 위해 냉각수를 공급하는 냉각수 분사부;를 포함한다.

Description

스케일 처리 장치 {SCALE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 스케일 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강편 조압연 공정의 압연 치입성을 개선하기 위해 소재 표면의 스케일을 제거하도록 한 스케일 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 열간압연공정은 가열로를 이용하여 소재를 소정의 온도로 가열한 후, 이를 압연기에 의해 압연하고 냉각하는 과정을 거쳐 강편 빌렛을 제조한다.
그리고, 이와 같이 제조된 빌렛은 크레인 등의 운송장치를 이용하여 보관 창고 또는 후속 공정으로 이송된다.
한편, 소재는 조압연 이전에 소정의 온도로 가열되는 과정에서 표면에 스케일이 형성되며, 이와 같이 형성된 스케일은 소재의 성분에 따라 압연성에 영향을 미칠 수 있다.
즉, 소재에 형성된 스케일은 압연시 압연롤과 소재 사이의 마찰력을 감소시키는 역할을 하게 되며, 이에 따라 압연롤이 헛돌 수 있고, 설비부하 및 압연 소재 표면 품질을 저하시키는 요인이 되고 있으며, 전체적인 생산성을 저하시키는 문제가 있다.
더불어, 종래에는 1차적으로 형성된 스케일을 제거하기 위해 소재의 표면에 냉각수를 분사하여 표면을 급냉함으로써 스케일의 제거가 용이한 조직을 갖는 2차 스케일을 생성 또는 성장시킨 후, 소재의 표면으로 고압의 세척 및 냉각수를 분사하여 스케일을 제거하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 종래와 같이 소재로 분사되는 세척 및 냉각수에 의해 소재의 표면불균형이 발생하는 요인이 되고 있고, 세척 및 냉각수의 분포밀도에 따라 변형율 및 재질편차가 발생하고 있어, 이에 대한 개선이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는, 소재의 변형없이 소재에 형성되는 스케일을 제거할 수 있도록 한 스케일 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 스케일 처리 장치는 소재의 표면에 형성된 스케일을 제거토록 제공된 표면 접촉식 스케일 제거부; 및 상기 스케일 제거부에 냉각 또는 스케일 형성을 위해 냉각수를 공급하는 냉각수 분사부;를 포함하고, 상기 스케일 제거부는 상기 소재와 접촉하며 회전하도록 제공된 스케일 롤러와, 상기 스케일 롤러가 상기 소재와 접촉하도록 탄성 지지하는 스케일 롤러 지지부를 포함하고, 상기 냉각수 분사부는 상기 스케일 롤러의 내부에 제공되어 냉각수 공급수단이 연계되는 냉각유로와, 상기 스케일 롤러의 표면에 냉각수가 분출되도록 상기 냉각유로와 연통형성되는 냉각수 분출홀을 포함하고, 상기 냉각수 분출홀의 주변부에 제공되며 하측으로 오목한 가이드홀을 더 포함한다.
삭제
또한, 상기 스케일 롤러는 표면에 다수의 요철부가 제공되며 인접하는 요철부가 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
삭제
삭제
또한, 상기 스케일 롤러 지지부는 상기 스케일 롤러의 양측을 회전 가능하게 지지하는 거취부와, 상기 스케일 롤러의 이동선상에 인접하게 제공되는 고정부와, 상기 거취부와 상기 고정부 사이에 제공되어 상기 스케일 롤러가 상기 소재에 밀착되도록 연계되는 탄성지지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 스케일 처리 장치는 소재의 표면에 형성된 스케일을 접촉에 의해 효과적으로 제거할 수 있으며, 이에 따라 압연기로 진입되는 소재에 적절한 마찰력을 부여할 수 있어 취입성을 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 실시예는 소재의 표면 손상을 예방할 수 있으며, 취입성의 향상에 따라 압연시 소재의 진입 불량 등에 의한 고장 등을 방지할 수 있고, 압연에 소요되는 시간의 단축이 가능하며, 이에 따라 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 스케일 처리 장치는 소재의 스케일을 제거하는 과정에서 발생하는 열기를 냉각할 수 있어 설비의 열화로 인한 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 처리 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 처리 장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 처리 장치를 확대하여 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 처리 장치의 스케일 롤러를 도시한 사시도.
도 5는 도 3의 'A'부분을 확대한 단면도.
도 6은 도 3의 'A'부분이 변형되어 도시된 단면도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에 제공된 실시예들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 각 실시예에서 도면상에 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 처리 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 처리 장치의 평면도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 스케일 처리 장치(100)는 스케일 제거부(200)와, 냉각수 분사부(300)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 스케일 처리 장치(100)는, 가열로(10)에 의해 소재(20)가 가열 또는 냉각되는 과정에서 소재(20)의 표면에 형성되는 스케일 등을 제거하기 위해 사용될 수 있다.
이를 위해 스케일 처리 장치(100)는 소재(20)의 표면에 형성된 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거부(200)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 소재(20)는 컨베이어(30)를 포함하는 이송수단에 의해 연속적으로 이동이 이루어질 수 있다.
또한, 스케일 제거부(200)는 소재(20)의 이동선상에 인접하여 제공되며, 소재(20)에 형성된 스케일을 제거하기 위해 소재(20)의 표면에 접촉할 수 있다.
일례로, 본 실시예에서 스케일 제거부(200)는 소재(20)의 표면과 직접 접촉하는 표면 접촉식 스케일 제거부(200)로 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 처리 장치를 확대하여 도시한 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 처리 장치의 스케일 롤러를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 3의 'A'부분을 확대한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에서 스케일 제거부(200)는 소재(20)와 접촉하며 회전하도록 제공된 스케일 롤러(210)를 포함할 수 있다.
이러한 스케일 롤러(210)는 소재(20)의 이동선상에 인접하여 설치된 스케일 롤러 지지부(250)에 의해 연계될 수 있다.
또한, 스케일 롤러 지지부(250)는 스케일 롤러(210)가 소재(20)의 양측면에 탄성적으로 밀착되도록 가압력을 제공할 수 있다.
이를 위해, 스케일 롤러 지지부(250)는 스케일 롤러(210)의 양측에 결합되는 한 쌍 플랜지부(260)를 포함할 수 있다.
또한, 플랜지부(260)의 일측에는 베어링(262)이 제공되며, 이를 매개로 거취부(270)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
일례로 거취부(270)는 스케일 롤러(210) 양측의 플랜지부(260)가 결합될 수 있도록 전체적인 형상이 'ㄷ' 형태로 제공될 수 있다.
또한, 거취부(270)의 일측에는 스케일 롤러(210)의 삽입을 위해 슬라이딩 이동하며 길이 조절이 이루어지는 연결부(272)가 제공될 수 있다.
한편, 스케일 롤러 지지부(250)는 소재(20)의 이동선상에 인접하여 설치되는 고정부(280)를 포함할 수 있다. 이러한 고정부(280)는 소재(20)의 이동선상에 제공된 컨베이어(30) 또는 작업면에 설치될 수 있다.
한편, 거취부(270)와 고정부(280) 사이에는 스케일 롤러(210)가 소재(20)에 밀착되도록 연계되는 탄성지지부(290)가 제공될 수 있다.
일례로, 탄성지지부(290)는 쇽업소버(shock absorber), 댐퍼(damper) 또는 스프링을 포함하는 작동수단으로 제공될 수 있다.
따라서, 스케일 롤러(210)는 스케일 롤러 지지부(250)에 의해 회전 가능하게 제공된 상태에서 소재(20)의 측면에 밀착될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 스케일 롤러(210)는 소재(20)와 마찰되며 자가 회전되도록 제공될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일례로, 본 실시예에서 스케일 처리 장치(100)는 소재(20)에 제공된 스케일의 제거효율을 향상시키기 위해 스케일 롤러(210)를 회전시키기 위한 구동수단이 구비되는 것도 가능하다. 이러한 구동수단으로는 모터 또는 인접된 컨베이어(30)에 연결되어 회전력을 전달하는 체인 등의 회전연결부재를 포함하는 것도 가능하다.
한편, 스케일 제거부(200)에는 소재(20)와 접촉시 발생하는 열에 의한 설비의 열화를 방지하기 위한 냉각수 분사부(300)가 구비될 수 있다.
일례로, 냉각수 분사부(300)는 스케일 제거부(200)를 통해 냉각수를 공급하도록 제공되며, 냉각수가 스케일 제거부(200)를 통해 소재(20)에 공급되는 과정을 통해 설비를 냉각할 수 있다.
또한, 냉각수 분사부(300)에서 공급되는 냉각수는 소재(20)에 접촉되며 소재(20)를 냉각할 수 있다.
이때, 소재(20)의 표면은 냉각수에 의해 급냉이 이루어질 수 있다. 또한, 소재(20)의 표면 및 스케일에는 기지조직간의 열응력이 발생되며, 이에 따라 소재(20) 표면에 스케일이 생성 또는 성장하며 스케일에 크랙(crack) 등을 유발할 수 있다.
이와 같이 소재(20)의 표면에 형성된 스케일은 크랙 등으로 인해 2차로 형성되는 스케일과 함께 소재(20)의 표면으로부터 분리되기 쉬운 상태가 된다.
한편, 스케일 제거부(200)는 소재(20) 표면과 마찰이 이루어짐에 따라 분리되기 쉬운 상태가 된 스케일 등을 제거할 수 있다.
본 실시예에서 냉각수 분사부(300)에서 분사되는 냉각수는 고온의 소재의 냉각 및 설비의 열화를 방지하는 기능과 함께 소재에 형성되는 스케일이 떨어지기 쉬운 상태로 만들기 위한 것으로, 냉각수의 분사시 높은 수준의 압력이 필요하지 않으며, 이에 따라 펌프 등의 구성이 사용되지 않는다.
일례로, 본 실시예에서 냉각수 분사부(300)는 스케일 롤러(210)의 내부에 제공된 냉각유로(310)를 포함할 수 있다.
여기서, 스케일 롤러(210)는 내부가 중공된 이중원통형으로 제공될 수 있으며, 그 내부 공간이 냉각유로(310)로 작용될 수 있다. 냉각유로(310)는 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급수단(350)과 연계될 수 있다.
또한, 냉각수 분사부(300)는 스케일 롤러(210)의 외주면을 관통하도록 제공되어 냉각유로(310)와 연통하는 냉각수 분출홀(320)을 포함할 수 있다.
냉각수 분출홀(320)은 냉각수 공급수단(350)에 의해 공급되는 냉각수가 낮은 수준의 압력으로 스케일 롤러(210) 외측으로 분출되며, 이 과정에서 소재(20)와 접촉되며 소재(20)를 냉각 또는 스케일을 생성 또는 성장시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 냉각수 분출홀(320)은 스케일 롤러(210)의 외주면과의 단차를 갖게 되며, 이와 같이 냉각수 분출홀(320)에 마련된 단차에 의해 소재(20)와의 마찰력을 증가시켜 스케일 제거효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 냉각수 분출홀(320)의 주변부에는 하측으로 오목하게 형성된 가이드홀(322)이 형성될 수 있다. 이러한 가이드홀(322)은 냉각수 분출홀(320)의 날카로운 단면이 소재(20)와 직접 접촉함에 따라 발생하는 표면 손상을 방지하도록 제공될 수 있다.
또한, 냉각수 공급수단(350)은 스케일 롤러 지지부(250)의 거취부(270) 또는 플랜지부(260)를 통해 냉각유로(310)와 연계될 수 있다.
이를 위해, 플랜지부(260) 또는 거취부(270)의 일측에 냉각유로(310)와 연통하도록 설치된 냉각수 공급배관(352)이 제공되고, 이 냉각수 공급배관(352)에는 외부의 냉각수 공급수단(350)과 연결된 로터리 베어링 밸브(354)가 제공될 수 있다.
로터리 베어링 밸브(354)는 내부에 실링처리가 이루어져 스케일 롤러(210)가 회전하는 상태에서도 냉각수 공급이 가능하도록 냉각수 공급수단(350)과 밀폐된 상태를 유지할 수 있다.
본 실시예에서 스케일 제거부(200)는 소재(20)의 양 측면과 접촉하며 스케일을 제거하도록 제공될 수 있다.
일례로 소재(20)는 강편의 조압연 과정에서 상, 하 롤러 의한 압연이 진행될 수 있고, 최초 압연 개시전에 압연 패스 스케줄에 의해 소재(20)를 약 90도 회전한 상태에서 진행이 이루어질 수 있다.
따라서, 본 실시예에서 스케일이 제거된 양측면이 상, 하면으로 위치됨에 따라 최초 압연면이 될 수 있다.
즉, 본 실시예에서 스케일이 제거된 소재(20)의 면이 압연기의 상, 하부에 위치되므로 압연롤과 접촉시 적절한 마찰력을 확보할 수 있으며, 이에 따라 압연기로 진입되는 소재(20)의 치입성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서 스케일 롤러(210)는 소재와 접촉시 스케일의 제거효율을 증가시키기 위해 표면형상을 다양하게 변형할 수 있다.
일례로, 도 6은 도 3의 'A'부분이 변형되어 도시된 단면도이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에서 스케일 롤러(410)의 표면에는 스케일 제거효율을 증가시키기 위한 다수의 요철부(412, 414)가 제공될 수 있다.
본 실시예에서 스케일 롤러(410)에 제공되는 요철부(412, 414)는 인접하는 다른 요철부(412, 414)와 서로 어긋나게 배치될 수 있으며, 이에 따라 스케일 롤러(410)가 회전하는 과정에서 소재(20)의 표면을 전체적으로 균일하게 표면처리할 수 있다.
더불어, 본 실시예에서 냉각수 분출홀(520)은 요철부(412, 414) 중 내측으로 함몰된 요부(414)에 제공될 수 있으며, 이에 따라 냉각수 분출홀(520)의 날카로운 단면에 의해 소재(20)의 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 가열로 20: 소재
30: 컨베이어 100: 스케일 처리 장치
200: 스케일 제거부 210: 스케일 롤러
250: 스케일 롤러 지지부 260: 플랜지부
270: 거취부 272: 연결부
280: 고정부 290: 탄성지지부
300: 냉각수 분사부 310: 냉각유로
320: 냉각수 분출홀 322: 가이드홀
350: 냉각수 공급수단 352: 냉각수 공급배관
354: 로터리 베어링 밸브

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 소재의 표면에 형성된 스케일을 제거토록 제공된 표면 접촉식 스케일 제거부; 및 상기 스케일 제거부에 냉각 또는 스케일 형성을 위해 냉각수를 공급하는 냉각수 분사부;를 포함하고,
    상기 스케일 제거부는 상기 소재와 접촉하며 회전하도록 제공된 스케일 롤러와, 상기 스케일 롤러가 상기 소재와 접촉하도록 탄성 지지하는 스케일 롤러 지지부를 포함하고,
    상기 냉각수 분사부는 상기 스케일 롤러의 내부에 제공되어 냉각수 공급수단이 연계되는 냉각유로와, 상기 스케일 롤러의 표면에 냉각수가 분출되도록 상기 냉각유로와 연통형성되는 냉각수 분출홀을 포함하고,
    상기 냉각수 분출홀의 주변부에 제공되며 하측으로 오목한 가이드홀을 더 포함하는 스케일 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 스케일 롤러는
    표면에 다수의 요철부가 제공되며 인접하는 요철부가 서로 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 스케일 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 스케일 롤러 지지부는
    상기 스케일 롤러의 양측을 회전 가능하게 지지하는 거취부와,
    상기 스케일 롤러의 이동선상에 인접하게 제공되는 고정부와,
    상기 거취부와 상기 고정부 사이에 제공되어 상기 스케일 롤러가 상기 소재에 밀착되도록 연계되는 탄성지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 처리 장치.
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